内容正文:
第十五章 电功和电热
三、电热器 电流的热效应
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生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。
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电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。主要理由电流热效应工作的装置称为电热器。
一、电热器
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电炉丝和导线通过电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
想想议议
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二、影响电流热效应的因素
活动15.2 探究影响电流热效应的因素
实验目的:
电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关?
猜想:
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实验原理:
将一段电阻丝浸没在一定质量的液体(如煤油)中,通电时电阻丝产生的热量被液体吸收,液体的温度就会升高。
实验过程:
思考:由实验可知,影响通电道题产生热量的因素有哪些?
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1.内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
2.公式:Q = I2Rt
3.单位:焦耳(J)
三、焦耳定律
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焦耳(James Prescott Joule,
1818—1889),英国物理学家。用
近 40 年的时间做了 400 多次实验,
研究热和功的关系。通过大量的实
验,于 1840 年最先精确地确定了电
流产生的热量与电流、电阻和通电
时间的关系。
焦 耳
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1.当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化成其他形式的能量,那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W,即
Q = W = UIt = I2Rt
如:电暖器,电饭锅,电炉子等。
2.当电扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能:
W>Q热
四、电能和电热关系
电能 内能+机械能
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Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6 480 J
一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端,在 5 min内共产生多少热量?
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
解:
例题
I = = = 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
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额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律,电阻越大,单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾,这是怎么回事?
想想议议
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